http://www.physorg.com/news146405835.html
November 20, 2008
根據哈佛大學、MIT 與 Haverford College 的科學家表示，量子電腦在模擬超過 4 個原子的化學反應上有可能勝過傳統電腦。這種改善過的、能夠塑模（model）與預測複雜化學反應的能力除了其他領域外還能夠革新藥物設計與材料科學。
在 PNAS 的著述中，這些研究者描述能在量子電腦上模擬化學反應的「軟體」。量子電腦是一種超現代的技術，那依賴各種量子力學現象，例如量子糾結、干涉與疊加。量子電腦已預示其解決某類問題的潛力，這些傳統電腦不可能解開。
"在傳統電腦上模擬量子系統 -- 如化學反應 -- 會遇到一種根本上的問題，" Alan Aspuru-Guzik 說，哈佛化學與化學生物學助教授。"當系統的大小成長時，模擬它所需要的運算資源會以指數方式成長。例如，模擬某種涉及 10 個原子的反應可能得花上一天的時間，11 個原子要二天，12 個原子要四天， 13 個原子要八天等等。不久之後，這將耗盡全世界的計算能力。"
不同於傳統電腦，Aspuru-Guzik 及其同僚表示，一部量子電腦完成模擬一化學反應之必要步驟的時間，並不會隨著反應的複雜性而以指數方式增加。"能夠預測化學反應的結果將有極大的實際應用，" Ivan Kassal 說，哈佛的化學物理畢業生。"在藥物設計、材料科學、結晶學與分子生物學中，有許多研究仍以試誤法（trial and error）完成。能進行精確的預測將改變實踐這類科學的方法。"
研究者在 PNAS 中論證，量子電腦得要達到大約 100 個量子位元（qubits，那相當於傳統電腦的位元）的大小，以便在化學模擬中勝過目前的傳統超級電腦。
"這仍遠超越目前量子電腦的模型，" Kassal 說。"且雖然它需要讓幾百個量子進行幾百萬次基本的量子運算，不過我們的研究指出，利用速度與現代傳統電腦相當的量子電腦，只需幾秒就能夠模擬出得花傳統電腦數年時間的化學反應。
量子電腦並非使用標記為 0 或 1 的二進位位元來編碼資料 -- 那如同傳統的電腦 -- 相反地，它以 0 與 1 能同時存在的量子位元來儲存資料。當一部量子電腦準備解決問題時，它藉由同時將量子位元排列成 0 與 1 的各種組合來考慮所有可能的答案。
因此某一量子位元的序列能代表各種不同的數子，在解決某些問題時所花的運算時間將比傳統電腦少。當這部電腦的工作完成後，測量其量子位元將能提供答案。
※ 相關報導：
＊ Polynomial-time quantum algorithm for the simulation of chemical dynamics
http://www.pnas.org/content/105/48/18681.abstract
Ivan Kassal, Stephen P. Jordan, Peter J. Love,＊ 未來醫學突破關鍵：系統生物學
Masoud Mohseni, and Alan Aspuru-Guzik
PNAS December 2, 2008 vol. 105 no. 48 18681-18686
Published online before print November 24, 2008,
doi: 10.1073/pnas.0808245105
＊ 化學家創造「設計師酵素」
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1 則留言:
新希望量子電腦能出現～～～
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